▲ 일본 철도회사인 JR동일본(JR東日本)이 운행 중인 열차 [출처=위키피디아]일본 철도회사인 JR동일본(JR東日本)에 따르면 2024년 2월28일 연료전지를 사용한 열차의 시험 주행을 실시했다. 2030년 실용화가 목표다.2월28일 시험 주행은 가나가와현 쓰루미선에서 진행됐으며 연료전지 열차는 약 7킬로미터(km)를 주행했다. 수소를 완충하면 약 140km를 이동할 수 있다.열차의 최고 속도는 140km이며 현재까지 약 4000km에 달하는거리를 주행했다. 수소 탱크의 용량을 확대하는 등 차량 개량을 통해 2030년까지 실용화 준비를 마칠 방침이다.연료전지 열차는 지붕 위세 수소 탱크를 설치하고 차량 아랫 부문에는 연료전지를 배치한다. 연료전지는 공기 중의 산소와 반응해 전기를 생산한다.JR동일본은 철도에서 화석연료의 사용을 줄여 탈탄소 사회의 실현을 위해 노력 중이다. 수소와 연료전지를 사용하는 차량은 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는다.

▲ 일본 치요다화공건설(千代田化工建設) 빌딩 [출처=홈페이지]일본 도요타자동차(トヨタ自動車)에 따르면 2024년 2월5일 치요다화공건설(千代田化工建設)과 공동으로 대규모 수전해시스템을 개발할 계획이다.양사는 세계 최고 수준의 효율이 높은 수소제조시스템을 개발할 방침이다. 세계 최소 레벨의 사이즈이면서 효율이 높은 시스템의 완성이 목표다.수소의 사용량이나 설치 면적의 제약 등 다양한 요구에 대응할 수 있도록 5메가와트(MW)급 기본 단위로 개발한다. 설치 면적은 2.5미터(m)×6미터(m), 수소제조능력은 약 100킬로그림(kg)/시간 등으로 상정했다.만약 계획대로 개발한다면 일반 설비에 비해 설치 면적은 절반으로 줄어들고 운반비 하락, 설치공사 기간의 단축, 토목·건축 공사의 비용 절감 효과 등을 기대할 수 있다.도요타자동차는 연료전지 기술을 이용한 수전해 셀·스택의 생산과 양산, 치요다화공은 프로세스 플랜트설계기술과 대규모 플랜트 건조기술을 각각 보유하고 있다.일본 정부는 탄소제로 사회를 구현하기 위해 수소산업을 적극 육성하고 있다. 따라서 수소를 생산하는 수전해 장치의 도입을 확대 중이다.

▲ 일본 자동차 제조업체인 혼다의 전기자동차 이미지 [출처=홈페이지]일본 자동차 제조업체인 혼다(ホンダ)에 따르면 2024년 1월25일부터 미국 GM과 합작공장에서 차세대 연료전지 시스템을 양산하기 시작했다. 이 공장은 미국 미시간주 디트로이트 근교에 있다.새로운 연료전지 시스템은 재료의 교체 등으로 생산비를 기존의 3분의 1까지 대폭 줄였다. 또한 내구성도 2배로 높아져 마이너스 30도에서도 가동이 가능하다.혼다는 2024년 새로 개발한 연료전지 시스템을 장착한 다목적 스포츠카(SUV) 전기자동차를 출시할 계획이다. 신형 전기자동차는 일본과 미국에 동시 발매된다.혼다는 자체 전기자동차 제조용으로도 새로운 연료전지 시스템을 활용할 뿐 아니라 다른 자동차 제조업체에도 판매할 방침이다.참고로 2050 탄소중립이라는 목표를 실천하기 위해 전기자동차 및 수소사업에도 역량을 집중하고 있다. 수소는 친환경적이지만 제조비용이 높아 상용화가 어려운 실정이다.

▲ 일본 철도회사인 JR도카이(JR東海) 철도 차량 이미지 [출처=홈페이지]일본 철도회사인 JR도카이(JR東海)에 따르면 2023년 11월 16일 국내 최초로 수소엔진차량을 개발할 계획이다. 이산회탄소를 배출하는 디젤차량을 대체하기 위한 목적이다.새로 개발하는 차량은 연료전지차량, 수소엔진차량, 하이브리드이다. 연료전지차량은 수소를 화학반응시켜 만든 전지로 전동기를 구동해 차량이 움직인다. 도요타자동차의 미라이(MIRAI)와 같은 방식이다.수소엔진차량은 연료인 수소를 직접 연소시키는 방식으로 국내외에 아직 개발된 사례가 없다. 하이브리드차량은 연료전지, 수소엔진을 모두 발전용으로 이용한다.철도차량용 수소엔진은 아이랩(i Labo)이 개발하기로 결정됐다. 새로 개발되는 차량은 주행하며 이산화탄소를 전혀 배출하지 않아 친환경적이다.JR도카이는 전기가 도입되지 않는 노선에 도입하는 방안을 검토 중이다. 특히 산간부의 연속하는 언덕을 주행할 수 있는 높은 출력과 장거리 주행이 가능한 효율적인 시스템을 개발할 방침이다.기존에 운용하고 있느 특급차량인 HC85을 대체하거나 다카야마본선 등에 투입할 예정이다. 2023년 11월부터 연구시설에서 연료전치의 모의실험을 시작한다.2024년부터는 수소엔진차의 모의실험을 진행할 수 있을 것으로 전망된다. JR동일본(JR東日本)은 2022년부터 연료전지차량인 HYRARI의 시험 운행을 실시 중이다.

남아프리카공화국 글로벌 광산대기업인 앵글로 아메리칸(Anglo American)에 따르면 북부 백금광산에서 무게 220톤에 달하는 세계 최대 수소 연료 트럭을 공개했다.디젤 트럭을 대체할 최초의 차량으로 알려진 상기 트럭은 2메가와트의 수소 연료 전지를 사용해 최대 290톤의 광석을 운반할 수 있다.거대한 수소 연료 트럭의 출시는 단지 인상적인 홍보뿐만 아니라 수소 연료로 활동하는 전체 수소 차량 생태계의 시발점이 될 것으로 전망된다. 정부 역시 앵글로 아메리칸의 거대한 수소 연료 트럭을 국가의 수소 미래 경제를 위한 큰 도약이라고 선언했다. 앵글로 아메리칸은 2040년까지 탄소 중립을 달성할 계획이다. 물을 수소와 산소의 구성 원자로 나누는 에너지를 사용해 수소 연료를 공급하기 위해 태양광 에너지를 사용할 것이다. 수소를 연소하면 수증기만을 방출한다. 화석 연료의 경우처럼 이산화탄소를 열로 가두는 것이 아니기 때문이다. 향후 몇 년 동안 앵글로 아메리칸은 현재 운행 중인 디젤 트럭들을 친환경 수소로 연료가 공급되는 트럭으로 개조하거나 교체할 계획이다. 이러한 실험이 성공한다면 노천 광산에서 디젤 트럭 운용에 따른 이산화탄소 배출을 80%까지 제거할 수 있을 것으로 예상된다.2021년 11월 프랑스, 독일, 영국, 미국 등을 포함한 선진국은 남아공이 저탄소 경제로 전환하는 것을 돕기위해 최소 US$ 85억달러와 기술 지원을 약속했다.▲앵글로 아메리칸(Anglo American)의 세계 최대 수소 연료 트럭 (출처 : 홈페이지)

영국 정부 산하 비즈니스, 에너지 및 산업 전략부인 BEIS(Department for Business, Energy & Industrial Strategy)의 연구에 따르면 수소(H2)는 이전에 생각했던 것보다 2배 강력한 온실 가스인 것으로 드러났다. 따라서 미래의 수소 인프라에서 누출 방지의 중요성이 대두됐다. 수소 사용 증가에 따르는 대기의 악영향은 수소가 간접적인 온실 가스인 것으로 설명된다. 수소는 대기 중 다른 온실 가스와 반응해 지구 온난화 잠재력(GWP)을 증가시킨다. 지구 온난화 잠재력(GWP)의 불확실성은 대부분 대기 중 수소의 자연 수소량과 관련된 불확실성에서 비롯된다.수소에 대한 토양 흡수원의 크기가 가장 불확실한 요소이다. 대기 불확실성을 해결하기 위한 노력이 필요하다.  즉 모든 수소 파이프라인 및 장비 등에서 누출을 최소화하는 데 노력을 기울여야 한다.수소가 누출되면 간접적인 지구 온난화가 발생할 것으로 예측된다. 이는 화석 연료에서 수소로 전환함에 따르는 온실 가스 배출 감소를 상쇄시킨다. 수소의 생산, 운송, 저장 및 최종 사용에서 예상되는 수소 누출 비율은 다음과 같다. 최악의 수소 누출 요인은 액화수소를 유조선으로 운송하는 것이다. 운송 중 액화 수소의 13.2%가 공기 중으로 누출되는 것으로 예측된다. 다음으로 지상 압축 가스 저장은 6.52%가 유출된다. 연료 전지 2.64%, 주유소 0.89%, 기타 모든 수소 생산과 운송 및 저장 그리고 사용 등은 0.53% 미만 누출된다. BEIS는 수소를 미래 주요 에너지원으로 채택하려면 생산과 소비 전 과정에서 누출을 최소화가 위한 방안을 마련해야 한다고 주장했다. ▲BEIS(Department for Business, Energy & Industrial Strategy) 로고

일본 자동차 제조기업인 토요타자동차(Toyota)에 따르면 인도 자회사에서 토요타 미라이(Toyota Mirai)를 출시했다. 인도 국내의 첫번째 수소연료전지 전기자동차(FCEV) 모델이다. 미라이는 시범 사업으로 출시된 주력수소연료전지 전기자동차(FCEV) 제품으로 그린 수소를 실행 가능한 미래 대체 연료로서 홍보하기 위한 목적이다. 수소연료전지 전기자동차는 배터리 전기자동차와 비교해 장기적인 에너지 솔루션으로 고려되고 있다. 도요타자동차는 2050년까지 탄소 중립 달성을 목표로 정했다. 최근 출시된 모델인 캠리 하이브리드(Camry Hybrid) 또한 근시일에 플렉스 자동차(FFV)로 경쟁력을 가질 것으로 판단된다. ▲토요타자동차(Toyota) 로고 

인도 복합기업인 아다니그룹(Adani Group)에 따르면 캐나다 연료전지 개발 및 제조기업인 발라드 파워 시스템(Ballard Power Systems)과 구속없는 협약을 체결했다.  국내 다양한 모빌리티와 업무응용 등에 쓰일 수 있는 수소 연료전지의 상업적 생산을 염두에 두고 있다. 양사는 조인트 벤처를 설립할 계획이다. 조인트 벤처의 운영 방식은 양사가 협의할 방침이다. 아다니 그룹의 새로운 자회사인 ANIL(Adani New Industries Ltd)에서 그룹의 그린 수소 정책을 진행할 예정이다.  에너지 전환에 중요한 그린 수소 가치사슬을 월드 클래스 수준으로 구축하고자 한다. 아다니 그룹은 향후 10년 동안 신재생에너지 발전 부문에 US$ 200억달러를 투자할 계획이다.   ▲발라드 파워 시스템(Ballard Power Systems) 로고

미국 유나이티드 에어라인(United Airlines)에 따르면 수소전기 엔진 제조업체 지로애비아(ZeroAvia)의 지분 인수를 위해 $US 3500만달러를 투자했다.이번 투자는 유나이티드의 100% 친환경 달성 목표의 일부분이다. 탄소 상쇄에 의존하지 않고 2050년까지 온실가스 배출을 100% 줄이기 위한 목적이다.또한 2028년까지 유나이티드 익스프레스(United Express) 지역 제트기에 사용될 100% 수소엔진 100대를 구매하기로 결정했다. ZeroAvia ZA2000-RJ 엔진 50대를 추가로 구매한다.지로애비아는 19인승 항공기에 사용할 수 있는 ZA600엔진을 개발하고 2024년까지 제품을 상용화 할 방침이다. 참고로 수소-전기 엔진은 화석연료를 태우는 대신 연료 전지에서 화학 반응으로 생선된 전기를 전기 모터에 동력을 공급하는 원리이다.▲ 지로애비아(ZeroAvia) 홈페이지

중국 상하이시(上海市)에 따르면 칭푸구 산업구역에서 수소 에너지 프로젝트를 시작했다. 칭푸구의 산업구역에 2.4평방 킬로미터의 수소 연료 산업 단지가 건설된다. 수소 에너지 생산, 저장 및 운송 및 연료 탱크 차량을 다루는 비즈니스가 구현될 계획이다. 특히 연료 전지 지게차 실증 및 운영 프로젝트가 이 산업 단지에서 시작될 예정이다. 칭푸구는 수소에너지 관련 과학기술 기업과 수소연료전지 자동차 기업이 많이 유치돼 수소연료 지게차 개발에 장점을 갖고 있기 때문이다. 수소 연료 배터리에 의존하는 지게차는 배기 가스 배출 제로, 안정적인 출력, 낮은 소음 및 높은 에너지 변환 효율과 같은 장점을 갖는다. 이번 프로젝트에서 5개 이상의 수소 충전소가 건설되고 최소 500대의 수소 에너지 동력 차량이 운영될 예정이다. 수소 에너지 산업의 연간 수익은 2022년까지 $1억800만 달러를 초과할 것으로 전망된다.이를 통해 칭풍구는 수소 에너지 산업 발전의 랜드 마크가 될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 국가의 탄소 중립 이니셔티브에 힘을 실어줄 것으로 전망된다.▲  상하이시(上海市)의 전경(출처 : 홈페이지)